Tyrėjai laboratorijoje sukūrė 3D žmogaus kraujo ir smegenų barjerą ir atrado pagrindinį smegenų pericitų vaidmenį sergant smegenų maliarijos liga.
Smegenų maliarija yra mirtina Plasmodium falciparum infekcijos komplikacija. Nepaisant pažangiausių tyrimų, veiksmingų vaistų nuo maliarijos ir pažado sukurti vakciną, kasmet ji vis dar nusineša daugiau nei pusę milijono gyvybių. Daugelis išgyvenusiųjų nuo smegenų maliarijos kenčia nuo ilgalaikių negalių, tokių kaip epilepsija, kalbos sutrikimai ar judėjimo sunkumai.
Naujame tyrime, paskelbtame m EMBO molekulinė medicinaEMBL Barselonos mokslininkai pabrėžia maliarijos sukeltą pericitų – ląstelių, esančių palei kapiliarų sieneles – sutrikimą, priartinantį mus prie supratimo, kaip smegenų maliarija pažeidžia smegenis ir kaip būtų galima išvengti šių pažeidimų arba juos panaikinti.
Smegenų maliarijos infekcija smarkiai pažeidžia subtilias smegenų kraujagysles. Pagrindinis šios žalos dalyvis yra angiopoetino-Tie signalizacijos kelias, kuris paprastai padeda kraujagyslėms išlikti stabilioms, sandarioms ir apsaugotoms.
Normalus šio kelio veikimas priklauso nuo molekulės, vadinamos angiopoetinu-1 (Ang-1), išskiriamos pericitai. Smegenų maliarija sergantiems pacientams dažnai pasireiškia šio kelio disbalansas: per daug destabilizuojančios molekulės angiopoetino-2 ir per mažai apsauginio Ang-1.
„Šiame tyrime sukūrėme pažangų 3D žmogaus smegenų mikrovaskuliacijos modelį, kuris atkuria svarbias žmogaus smegenų endotelio ląstelių ir pericitų sąveikas in vivo“, – sakė EMBL Barselonos Bernabeu grupės doktorantas Rory Longas ir pirmasis šio darbo autorius.
„Mes parodome, kad esminio pericitų vaidmens saugant ir atkuriant kraujagysles sutrikimas skatina kraujo ir smegenų barjero pažeidimą smegenų maliarijos metu.”
Tyrėjų komanda sukūrė 3D žmogaus kraujo ir smegenų barjerą ant lusto ir atkūrė pagrindines smegenų kraujagyslių (su kraujagyslėmis susijusios) aplinkos ypatybes.
Kai jie paveikė šį modelį su maliarijos parazitų šalutiniais produktais, Ang-1 sekrecija buvo sustabdyta, kraujagyslės tapo nesandarus, o patys pericitai buvo pažeisti. Kai mokslininkai pridėjo Ang-1, jie sugebėjo iš dalies atkurti kraujagyslių stabilumą, pabrėždami ryšį tarp sumažėjusios Ang-1 sekrecijos ir kraujo ir smegenų barjero skilimo.
Siekdami išspręsti neatidėliotiną naujų papildomų gydymo nuo smegenų maliarijos poreikį, autoriai ištyrė angiopoetino-Tie kelio terapinį potencialą naudodami AKB-9778, vaistą, kuris skatina Tie-2 aktyvumą ir šiuo metu yra klinikiniuose diabetinės retinopatijos tyrimuose.
Jie nustatė, kad trumpas išankstinis 3D kraujo ir smegenų barjero modelio apdorojimas AKB-9778 iš dalies neleido maliarija užkrėstiems raudoniesiems kraujo kūnams sutrikdyti kraujagyslių vientisumą. Taigi šiame tyrime nustatyta, kad AKB-9778 ir, plačiau, pericitų homeostatinės funkcijos atkūrimas, yra įdomi nauja smegenų maliarijos gydymo kryptis.
„Mūsų bioinžinerinis kraujagyslių modelis yra fiziologiškai svarbi platforma, leidžianti išbandyti papildomus smegenų maliarijos gydymo būdus“, – sakė Maria Bernabeu, EMBL grupės vadovė ir vyresnioji leidinio autorė.
„Eksperimentiniai graužikų tyrimai nėra idealūs terapiniams atradimams, nes maliarija skirtingai veikia rūšis. Mūsų išvados sudaro sąlygas nustatyti naujus gydymo būdus, skirtus smegenų maliarija sergantiems pacientams.”